(57)【要約】【課題】製品寿命を大幅に向上した切屑誘導面を有した丸鋸を提供する。【解決手段】台金４２の外周に複数設けた歯体４４にチップ座４６が切欠形成され、このチップ座４６に主として超硬合金からなる硬質チップ４８を接合する。硬質チップ４８の回転方向前面４８ａには、被切削材の切屑を巻くように案内する切屑誘導面５６が形成される。更に、超硬基材５０の上部に凹部５４を形成し、この凹部５４に多結晶ダイヤモンド焼結体６０を備えた刃先部５２が接合される。すなわち、この多結晶ダイヤモンド焼結体６０は、硬質チップ４８における最も摩耗の激しいすくい面６０ｂに位置して、切屑誘導面５６に続くよう設けられる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
台金(42)の外周に複数設けた歯体(44)の各々に硬質チップ(48)が設けられ、該硬質チップ(48)の回転方向前面(48a)の外周側にすくい面(60b)を形成し、被切削材(62)の切屑(64)を巻くように案内する切屑誘導面(56)が硬質チップ(48)における前記すくい面(60b)の鋸中心側に連続して形成された丸鋸であって、
超硬合金からなる前記硬質チップ(48)の最外周部位を多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体または窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体からなる超硬質焼結体(60)で形成し、前記すくい面(60b)を該超硬質焼結体(60)で構成した
ことを特徴とする切屑誘導面を有した丸鋸。
【請求項２】
台金(42)の外周に複数設けた歯体(44)の各々に硬質チップ(76)が設けられ、該硬質チップ(76)の回転方向前面(76a)の外周側に位置する第１すくい面(70b1)と該第１すくい面(70b1)の鋸中心側に続く第２すくい面(70b2)とからなるすくい面(70b)を硬質チップ(76)に形成し、被切削材(62)の切屑(64)を巻くように案内する切屑誘導面(56)が硬質チップ(76)における前記第２すくい面(70b2)の鋸中心側に連続して形成された丸鋸であって、
超硬合金からなる前記硬質チップ(76)の最外周部位を多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体または窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体からなる超硬質焼結体(70)で形成し、少なくとも前記第１すくい面(70b1)を超硬質焼結体(70)で構成した
ことを特徴とする切屑誘導面を有した丸鋸。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、鉄系または非鉄系金属材料を切断する際に使用される切屑誘導面を有した丸鋸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金からなる硬質チップを複数の歯体に各々接合したチップソーが、被切削材を切断加工する際に使用される丸鋸として広く知られている。このような硬質チップを備えた丸鋸において、切削時に生ずる切屑の排出を促すため、硬質チップの回転前面にすくい面とすくい面に続く切屑誘導面が形成されたものがある。図８は、このような切屑誘導面１４を備えた丸鋸１０を拡大して示す図であって、丸鋸本体をなす台金１６の外周に複数(図８では１つのみ図示)設けられた歯体１８に、硬質チップ１２が接合されている。硬質チップ１２のすくい面２０は、該チップ１２の先端に位置する第１すくい面２２と、該第１すくい面２２に続いて鋸中心側に延在する第２すくい面３２とから形成されると共に、第２すくい面３２の下縁に続く切屑誘導面１４が鋸中心側かつ回転前方に向かって延在するよう設けられている。
【０００３】
すなわち、この丸鋸１０を用いて被切削材(図示せず)を切断する場合、前記第１すくい面２２で切削された被切削材の切屑は、第２すくい面３２の表面を滑った後切屑誘導面１４で回転前方に押しやられ湾曲する。そして、湾曲した切屑は渦巻き状に巻かれて、スムーズに外部へ排出される。これにより、切屑の排出が滞ることで生じていた硬質チップ１２による切屑の噛み込みや、前記すくい面２０の凝着剥離と云った問題を回避することが可能となり、殊に鉄系・非鉄系材料の切断に効果を上げている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特公平７−４９１６８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記丸鋸１０が使用によって摩耗劣化し、切削能力が低下した場合に、摩耗した硬質チップ１２の刃先を再研磨することで切削能力を回復できることが、省エネ・コストの観点から望ましい。しかしながら、前記丸鋸１０は、前述の如く硬質チップ１２のすくい面２０に続く切屑誘導面１４を有しているので、該チップ１２を研磨すると、刃先(すくい面２０)と切屑誘導面１４との適正な位置関係が崩れてしまい、切屑のスムーズな排出が損なわれてしまう問題がある。従って、このような切屑誘導面１４を有した丸鋸１０は、使用により切削能力が低下した場合に再利用を考慮することなく新たな丸鋸に取り替える、所謂使い切りタイプ(スローアウエイ形式)として使用せざるを得ないのが実情である。このような理由から、切屑誘導面１４を有する丸鋸１０に対しては、製品寿命の向上化が最大の課題となっている。
【０００５】
そこで本考案は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、製品寿命を大幅に向上した切屑誘導面を有した丸鋸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本考案に係る切屑誘導面を有した丸鋸は、
台金の外周に複数設けた歯体の各々に硬質チップが設けられ、該硬質チップの回転方向前面の外周側にすくい面を形成し、被切削材の切屑を巻くように案内する切屑誘導面が硬質チップにおける前記すくい面の鋸中心側に連続して形成された丸鋸であって、
超硬合金からなる前記硬質チップの最外周部位を多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体または窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体からなる超硬質焼結体で形成し、前記すくい面を該超硬質焼結体で構成したことを特徴とする。
請求項１の考案によれば、硬質チップの最外周部位を超硬質焼結体で形成して、すくい面を該超硬質焼結体から構成したので、使用による摩耗劣化が劇的に抑制されて製品寿命を大幅に向上させることができる。また、超硬質焼結体は、硬質チップにおける最も摩耗が激しい部分にのみ用いられるので、超硬質焼結体の必要量が最小限度に抑えられ、コストの増加を極力抑制し得る。
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の別の考案に係る切屑誘導面を有した丸鋸は、
台金の外周に複数設けた歯体の各々に硬質チップが設けられ、該硬質チップの回転方向前面の外周側に位置する第１すくい面と該第１すくい面の鋸中心側に続く第２すくい面とからなるすくい面を硬質チップに形成し、被切削材の切屑を巻くように案内する切屑誘導面が硬質チップにおける前記第２すくい面の鋸中心側に連続して形成された丸鋸であって、
超硬合金からなる前記硬質チップの最外周部位を多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体または窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体からなる超硬質焼結体で形成し、少なくとも前記第１すくい面を超硬質焼結体で構成したことを特徴とする。
請求項２の考案によれば、前述した請求項１に係る考案と同様な効果に加え、すくい面を第１すくい面と第２すくい面とから形成したので、鉄系の被切削材の切断に殊に好適である。
【考案の効果】
【０００８】
本考案に係る切屑誘導面を有した丸鋸によれば、使用による摩耗劣化が抑制されて製品寿命を大幅に向上させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本考案に係る切屑誘導面を有した丸鋸につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【実施例１】
【００１０】
請求項１に係る考案に対応する実施例１では、超硬質焼結体として、非鉄系金属の切断に好適な多結晶ダイヤモンドを採用した場合について説明する。図１は、実施例１に係る切屑誘導面を有した丸鋸４０の全体図であって、丸鋸４０の主体となる台金４２の外周には、所定間隔で複数の歯体４４が形成されている。図２に示すように、各歯体４４には、丸鋸４０の径方向および回転方向側に開放するチップ座４６が切欠形成され、該チップ座４６に主として超硬合金から形成された硬質チップ４８がろう付け等の接合手段により接合される。なお、硬質チップ４８の説明において、上下とは、図２に示す状態で指称し、前後とは、丸鋸４０の回転方向に対して指称するものとする。
【００１１】
実施例１に係る硬質チップ４８は、略矩形状の超硬基材５０と刃先部５２とから構成されている。前記超硬基材５０は、図５に示す如く、その上部に前記刃先部５２を収容固定可能な凹部５４が形成されると共に、該凹部５４における前側の縁部５４ａから超硬基材５０の前面部５０ａに掛けて湾曲状の切屑誘導面５６が形成されている。また、前記凹部５４に収容状態で超硬基材５０にろう付けされる刃先部５２は、図３に示す如く、平行六面体状に形成された超硬合金からなる基材５８と、該基材５８の前側に設けられる多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体(超硬質焼結体)６０とが一体成形されてなる。すなわち、図２に示すように、前記硬質チップ４８は、該チップ４８において切削時に最も摩耗が激しい部位である回転方向前面４８ａ側の先端部分(最外周部位)に、超硬合金よりも更に硬質な超高圧の焼結体であるＰＣＤ焼結体６０が設けられ、硬質チップ４８における耐摩耗性の大幅な向上が図られている。更に、図２に示すように、前記ＰＣＤ焼結体６０の前側のすくい面６０ｂにおける下縁６０ａと、前記切屑誘導面５６の上縁(前記凹部５４の縁部５４ａ)とが略一致して連続面を形成し、切削時に被切削材６２より生ずる切屑６４のスムーズな排出が実現される(図６参照)。
【００１２】
ここで、前記刃先部５２の具体的な製造工程について説明すると、図４に示す如く、合成ダイヤモンドの微結晶を高温・高圧で、各種の結合剤と同時に焼結させて得られた多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体ブランク６６を準備する。このＰＣＤブランク６６は、例えば直径約７０ｍｍ、厚み約３ｍｍの円盤状で、超硬合金層の基部材５９とＰＣＤ層６１の２層構造からなる。更に、必要であれば、前記超高圧焼結体ブランク６６に鏡面研磨を施すことで、被切削材６２の切屑６４が刃先部５２に溶着するのを抑制することができる。
【００１３】
次に、前記超高圧焼結体ブランク６６を、例えば放電式ワイヤカット法により等間隔で切断する。そして、図４(ｂ)に示す如く、等間隔で切り出された分割体６７に対し、同じく放電式ワイヤカット法により、所要の傾斜角度θで等間隔毎に切断することで、先端部にＰＣＤ焼結体６０を有した平行六面体状の刃先部５２が複数作成される(図４(ｃ)参照)。ここで、ＰＣＤ焼結体６０は、鉄系金属よりも硬度の低い、例えば、アルミニウム合金等の非鉄金属材の切削に殊に好適に使用されるため、図３に示すように、ＰＣＤ焼結体６０のすくい角αはプラス側(正)に設定されている。すなわち、図４(ｂ)に示す分割体６７に対するワイヤーの切断入射角度θによって、硬質チップ４８のすくい角αが規定されることになる。
【００１４】
上記工程によって形成された刃先部５２は、前記超硬基材５０の凹部５４に着座固定される。ここで、刃先部５２の接合に際しては、一般的なチップソーの接合に採用されるような高周波銀ろう付けでは強度不足となるため、例えば、高融点のインサートメタル材を使用して刃先部５２を接合している。すなわち、刃先部５２と超硬基材５０との接合に際しては、銀ろう付けよりも高融点を有するインサートメタルを使用し、ろう付け、レーザー溶接または抵抗溶接等にの方法で溶接される。前述したように、前記ＰＣＤ焼結体６０のすくい面６０ｂと、前記切屑誘導面５６とが略連続面を形成するよう構成することで、切削時の切屑６４が切屑誘導面５６を介して効率的に排出されるようになっている。
【００１５】
なお、超硬基材５０に切屑誘導面５６や凹部５４を形成するに際しても、前述の放電式ワイヤーカット法による成形加工が殊に好適である。また、アルミニウム合金等の軟質金属切削には、従来技術の説明で述べた負のすくい角の第１すくい面２２を設ける必要はなく、正のすくい角をなす第２すくい面３２に対応する単一のすくい面６０ｂのみを硬質チップ４８に設ければよい。しかしながら、硬質金属切削の場合、耐刃欠け性の向上の観点から、前記すくい面６０ｂの上部を研磨して、負のすくい角を有する第２のすくい面を形成するのが望ましい。更に、必要な場合、刃先部５２の上部を研磨して、該刃先部５２の先端逃げ角βが研磨する前の先端逃げ角β'に比べて若干小さくなるようにしてもよい(図３参照)。これにより、切削時に生ずる刃先部５２の先端の耐欠け性を更に向上させることができる。更に、超硬基材５０の材質は、前記基材５８と同じＷＣ焼結体が採用される。
【００１６】
(実施例１の作用)
次に、実施例１に係る切屑誘導面を有した丸鋸の作用について、アルミニウム合金からなる被切削材６２を切断する場合を例に説明する。所要の回転速度で回転する丸鋸４０を被切削材６２に接近させると、硬質チップ４８における最外周部位、すなわち刃先部５２のＰＣＤ焼結体６０が被切削材６２に最も早く到達する(図６(ａ)参照)。すると、被切削材６２は、刃先部５２によって切り込まれ、その表面が切屑６４として削り出される。更に被切削材６２が切り込まれると、図６(ｂ)に示すように、切屑６４がＰＣＤ焼結体６０のすくい面６０ｂおよび超硬基材５０の切屑誘導面５６に案内されて渦巻き状に巻かれる。そして、被切削材６２を切り込んでいた硬質チップ４８が該被切削材６２から離れると、図６(ｃ)に示す如く、渦巻き状に巻かれた切屑６４が被切削材６２から離脱して、丸鋸４０の外部へスムーズに排出される。
【００１７】
ここで、実施例１に係る丸鋸４０においては、硬質チップ４８における最も切削に寄与する部位であるすくい面６０ｂは、超硬合金よりも硬質で耐摩耗性に極めて優れたＰＣＤ焼結体６０により形成されている。従って、ＰＣＤ焼結体６０を使用していない従来の丸鋸に比べて使用による摩耗が極めて少なく、製品寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。また、ＰＣＤ焼結体６０は一般の超硬合金材に比べて高価であるが、実施例１に係る丸鋸４０にあっては、摩耗が最も激しい部位にのみピンポイントでＰＣＤ焼結体６０を使用するので、ＰＣＤ焼結体６０の使用量は最小限度に抑えられる。これにより、丸鋸４０の製品コストの増加を極力抑制することが可能となる。
【００１８】
なお、実施例１では、前記超硬基材５０および基材５８を、共に同じ超硬合金(ＷＣ焼結体)から形成した場合を示したが、両者を異なる超硬合金から形成してもよい。また、実施例１では、刃先部５２や超硬基材５０を成形加工する際に、放電式ワイヤカット法を採用した場合を示したが、例えば、レーザーカット装置等により加工するようにしてもよい。更に、超硬基材５０の凹部５４や切屑誘導面５６については、上記方法に加えて金型焼結により形成することも可能である。また、実施例１では、超硬質焼結体としてＰＣＤ焼結体６０を採用した場合を示したが、窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体を採用することも可能である。
【実施例２】
【００１９】
次に、本考案の請求項２に係る発明が対応する実施例２について、以下説明を行なう。前述した実施例１では、超硬質焼結体としてＰＣＤ焼結体６０を採用して、アルミニウム合金等の非鉄系金属の切断に好適な丸鋸４０について説明したが、鉄系金属材を切断する際には、超硬質焼結体として立法晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体を採用することが推奨される。図７は、ＣＢＮ焼結体７０を採用した実施例２に係る丸鋸７２の一部を拡大して示している。この丸鋸７２は、基本的に実施例１の丸鋸４０と同様な構成であって、各歯体４４にろう付けされた硬質チップ７６の超硬基材５０に凹部５４が形成され、該凹部５４に刃先部８２が接合されている。そして、この刃先部８２の前側に第１すくい面７０ｂ1を形成する前記ＣＢＮ焼結体７０が設けられている。すなわち、実施例２の丸鋸７２は、硬質チップ７６における最外周部位が、ＣＢＮ焼結体７０によって形成されている。
【００２０】
前記第１すくい面７０ｂ1は、従来技術で説明した第１すくい面２２と同様に、負のすくい角に設定されている。また、前記硬質チップ７６の回転方向前面７６ａには、第２すくい面７０ｂ2および切屑誘導面５６が形成されている。この第２すくい面７０ｂ2は、前記第１すくい面７０ｂ1の下方(鋸中心側)に位置するよう設けられ、正のすくい角に設定されている。すなわち、実施例２に係る丸鋸７２においては、２つの第１すくい面７０ｂ1および第２すくい面７０ｂ2によって硬質チップ７６のすくい面７０ｂが構成されている。そして、前記すくい面７０ｂのうち少なくとも第１すくい面７０ｂ1をＣＢＮ焼結体７０で構成するようになっている。更に実施例１で示した丸鋸４０と同様に、前記第２すくい面７０ｂ2の鋸中心側に連続して切屑誘導面５６が形成され、前記切屑６４のスムーズな排出が実現されている。
【００２１】
このように実施例２に係る丸鋸７２は、硬質チップ７６において最も摩耗の激しい部位であるすくい面７０ｂのうち、少なくとも最外周側に位置する第１すくい面７０ｂ1をＣＢＮ焼結体７０で形成した。このＣＢＮ焼結体７０は、ＣＢＮの微結晶を超高圧下において加熱して得られる多結晶焼結体であって、主として、耐熱鋼等の難削材料の切削加工に好適に使用される。なお、刃先部８２の製造工程は、基本的に実施例１で示したものと同じであるが、図７から明らかなように、実施例２に係る丸鋸７２のすくい角αは、前述したようにマイナス側(負)に設定さたネガすくい角(第１すくい角)となっている。すなわち、硬質の鉄系金属を切削する場合に硬質チップ７６(刃先部８２)に加わる負荷は、アルミニウム材等を切削する実施例１の丸鋸４０に比べて大きいので、すくい角αをマイナスに逃がすことで硬質チップ７６の耐刃欠け性を向上させている。具体的なすくい角αの値については、約０°〜６０°の範囲であるのが望ましい。また、ＣＢＮ焼結体７０の厚み寸法Ｌ(図３参照)は、約０.２〜２ｍｍの値であるのが望ましい。
【００２２】
以上に示したように、実施例２に係る丸鋸７２においては、超硬質焼結体としてＣＢＮ焼結体７０を採用したので、鉄系金属等の難削材料であっても好適に切断することができる。また、ＣＢＮ焼結体７０は、硬質チップ７６のうち最も摩耗が激しい部位にのみ使用されているので、必要なＣＢＮ焼結体７０は最小限度に抑えられ、丸鋸７２の製品コストの高騰は抑制される。
【００２３】
なお、実施例２に係る丸鋸７２では、第１すくい面７０ｂ1を超硬質焼結体であるＣＢＮ焼結体７０で構成した場合を示したが、第１すくい面７０ｂ1に加えて、第２すくい面７０ｂ2もＣＢＮ焼結体７０で構成してもよい。また、超硬質焼結体としては、ＣＢＮ焼結体７０でなく、実施例１で示した多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る丸鋸を示す全体図である。
【図２】実施例１に係る丸鋸の歯体を示す拡大図である。
【図３】実施例１に係る刃先部を示す拡大図である。
【図４】刃先部の製造工程を示す概略図であって、(ａ)は円盤状の超高圧焼結体ブランクを示し、(ｂ)は所定幅で切り出した状態の分割体を示し、(ｃ)は分割体から切り出された刃先部を示している。
【図５】実施例１に係る超硬基材を示す拡大図である。
【図６】実施例１に係る丸鋸で被切削材を切削する様子を示す拡大説明図であって、(ａ)は被切削材に硬質チップが接触した状態を示し、(ｂ)は被切削材を切り込んだ状態を示し、(ｃ)は硬質チップが被切削材から離脱して渦巻き状の切屑が排出される状態を示す。
【図７】実施例２に係る丸鋸を示す一部拡大図である。
【図８】従来の切屑誘導面を有した丸鋸を示す一部拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
４２ 台金
４４ 歯体
４８ 硬質チップ(実施例１)
４８ａ 回転方向前面(実施例１)
５６ 切屑誘導面
６０ ＰＣＤ焼結体(超硬質焼結体)
６０ｂ すくい面(実施例１)
６２ 被切削材
６４ 切屑
７０ ＣＢＮ焼結体(超硬質焼結体)
７０ｂ すくい面(実施例２)
７０ｂ1 第１すくい面
７０ｂ2 第２すくい面
７６ 硬質チップ(実施例２)
７６ａ 回転方向前面(実施例２)
【図１】
0003124503.tif 000003
【図２】
0003124503.tif 000004
【図３】
0003124503.tif 000005
【図４】
0003124503.tif 000006
【図５】
0003124503.tif 000007
【図６】
0003124503.tif 000008
【図７】
0003124503.tif 000009
【図８】
0003124503.tif 000010